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0 引言
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软件测试是软件质量保证的重要手段。通过软件测试可以及时发现软件缺陷，保障软件的安全性和可靠性[1]。软件单元测试[2]是指对软件的基本可检测单元进行检查和验证。其测试流程是：依托测试工具建立测试用例，自动生成软件驱动模块和桩模块，识别输入输出；执行测试用例，得到软件单元的实际运行结果；通过比对预期结果和实际结果，判别测试用例的有效性，从而验证软件单元的正确性。
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TestBed/TBrun是英国LDRA公司开发的一套主要用在软件测试与维护阶段、以提高软件产品质量为目标的测试工具。TestBed/TBrun是目前被广泛采用的软件单元测试工具[3]。但在测试用例执行过程中，若软件单元的输入/输出变量为数组，且数组长度超过50时，TestBed/TBrun将无法对此类长数组的输入变量自动赋值，只能采用人工方式逐一赋值。测试用例执行完成后，TestBed/TBrun 会输出长数组的实际测试结果，在进行预期结果与实际测试结果比对时，需加载数组的所有输出变量的实际测试数据，这会导致工具运行和显示缓慢，测试效率偏低。
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为解决输入输出为长数组变量时测试用例执行效率低的问题，本文基于TestBed/TBrun测试工具，通过在后台文件中建立可自动识别读取长数组的通用驱动函数和结果比对函数，实现输入长数组变量的自动读取与输出长数组变量的自动比对，并测试验证软件单元长数组测试用例的执行效率。
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1 TestBed/TBrun测试工具
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TestBed/TBrun可同时支持编码规则检查、软件度量分析、数据流分析、覆盖率分析等[4]。TestBed/TBrun的主要特性[5-7]如下：
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a） 主要用于在软件编程、软件测试与软件维护阶段提高软件产品质量，可明确定义所编软件达到的级别和所要进行的测试；
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b） 可自动生成软件测试驱动模块和桩模块，节省测试用例设计时间，提高软件测试效率；
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c） 兼容多种用C语言开发的嵌入式开发环境，如CCS，VisualDSP，KerilC等；
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d） 在运行测试用例的同时，可分析得出软件单元相应代码的测试覆盖情况，评估测试状态，从而为新的测试用例设计提供指导。
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2 长数组测试用例高效执行方法
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2.1 总体设计
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软件单元测试主要分为测试用例设计、测试用例执行及测试用例判别3个步骤[8]。为解决测试用例执行过程中长数组函数无法自动赋值与高效结果比对的问题，依据模块化和通用化的思想开展长数组测试用例高效执行方法研究。长数组测试用例执行共包括3个通用功能模块：Matlab仿真数据产生模块、输入/输出通用驱动函数模块、测试结果自动比对模块，其执行流程框图如图1所示。
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图1 长数组测试执行流程框图
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长数组测试用例执行工作流程是：Matlab仿真数据产生模块生成长数组输入/输出数据，并按与TestBed/TBrun兼容的数据格式进行存储；输入/输出通用驱动函数模块采用参数化的方式自动读取不同数据特征的Matlab仿真数据；测试结果自动比对模块对长数组输出期望结果和实际测试结果进行自动比对，通过比对结果，判断测试用例是否执行通过。
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2.2 Matlab仿真数据产生模块
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Matlab仿真数据产生模块主要用于软件单元长数组输入/输出数据的仿真生成。其具体过程为：分析软件单元，确定长数组输入变量及其类型特征；采用等价类、边界值等测试用例设计方法，设计输入数据，并用Matlab仿真软件生成符合设计要求和变量特征的长数组输入数据，存储成与TestBed/TBrun兼容的*.dat格式的数据文件；根据函数的设计说明，用Matlab仿真得到被测函数的长数组预期输出数据，存储成*.dat格式的数据文件。
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2.3 输入/输出通用驱动函数模块
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TestBed/TBrun在运行测试用例时，会自动调用自带的头文件。利用TestBed/TBrun这一特征，在被调用的头文件程序中嵌入长数组数据的通用驱动函数。输入通用驱动函数的主要功能是：完成对不同存储路径、不同数据类型、不同数据长度、不同数据精度的仿真数据的读入。其功能框图如图2所示。
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图2 输入通用驱动函数功能框图
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通用驱动函数采用参数化的设计思想，其参数包括与输入变量类型一致的变量名、数据精度位数标识、数据长度、输入数据的存储位置。在调用通用驱动函数时，TestBed/TBrun首先按存储路径读取仿真数据，在变量缓存区对读入的数据进行逐位比较，当变量名、数据长度和存储位置发生变化时，只需对相应的参数进行调整。
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在完成参数设置后，对数据类型进行判读。数据类型主要分为整数型和浮点型两种。若被读取的为整数型数据，则先判断其首位是否为符号位，再根据数据属性读取数据。若被读取的为浮点型数据，则先判断首位是否为符号位，并在读取过程中判断数据小数点的位置，依据精度要求确定数据结束的位数，完成浮点型数据的读取。
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成功读取一个变量数据后，将该数据存储在与输入变量数组对应的位置，并刷新缓存区，再开始读取下一个变量。输出通用驱动函数与输入通用驱动函数类似，只需在TestBed/TBrun的头文件中嵌入具有输出功能的模块即可。
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2.4 测试结果自动比对模块
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测试结果自动比对模块的主要功能是：采用脚本语言对测试用例执行中产生的实际测试结果和期望输出结果进行比对，判断实际测试结果是否符合要求。比对结果通过调用输出通用驱动函数直接产生，并以文件形式存储。测试结果自动比对流程如图3所示。根据长数组输出数据的长度，建立一个标志数组flag[i]用于存储比对结果，i表示数组长度。将测试输出数据与期望输出数据逐项比对，若比对结果符合要求，则将对应数组元素设置为1，并将其存入标志数组对应位置；若不符合要求，则设置为0，也将其存入标志数组对应位置。若标志数组中所有元素全为1，则判定实际测试结果符合要求，该测试用例通过；若标志数组中元素不全为1，则判定实际测试结果中有不符合要求的数据，该测试用例不通过。若该测试用例不通过，则需要分析原因，重新设计测试用例或者完善被测函数，再进行测试，直到标志数组中元素全为1，完成测试。
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图3 测试结果自动比对流程图
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3 测试用例的设计与实现
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3.1 被测函数
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以恒虚警（CFAR）目标检测函数作为被测函数设计测试用例。该函数的主要功能为根据标志数组寻找待检测区，在待检测区内完成时频域CFAR目标检测。时频域CFAR目标检测函数的输入/输出参数如表1所示。
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该函数采用C++语言编写，输入参数iDetectVector是一个长度为512的长数组，对应输出参数iFinalRegion也是长度为512的长数组，数据类型均为有符号整数型。
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确定被测函数的输入/输出参数后，依据函数的设计说明，采用Matlab软件，按照iDetectVector的属性仿真得出输入长数组变量R_iDetectVector[512]，存为R_iDetectVector.dat文件；将预期的输出长数组变量R_iFinalRegion[512]存为R_iFinalRegion.dat文件。
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3.2 测试用例的执行
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在TestBed/TBrun中配置测试环境，把通用驱动函数模块嵌入到TestBed/TBrun的自带头文件Cpptbrunlib.h中。
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根据函数功能设计测试用例，将由Matlab仿真生成的长数组变量R_iDetectVector[512]加载为用例的输入变量，将长数组变量R_iFinalRegion[512]加载为预期输出变量，在TestBed/TBrun中运行测试用例，输出测试执行结果。若测试结果为“通过”，输出数组自动比对结果为1，说明实际测试结果与预期相符，测试成功通过。
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3.3 测试结果分析
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对同一个长数组测试用例，分别采用本文方法与人工方法进行用例测试，用例执行过程耗时如表2所示。
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由表2可知，采用本文所提方法，长数组测试的数据读入时间、结果生成及比对时间显著减少，整个用例执行时间可大幅缩短，测试用例执行效率显著提升。
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4 结束语
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本文基于TestBed/TBrun测试工具，提出了一种长数组输入变量自动赋值、输出结果快速比对的测试用例高效执行方法，并给出了该方法的具体实施步骤。该测试用例执行方法采用模块化、通用化设计，适合不同类型、不同长度、不同精度的数组变量。经测试验证，该方法缩短了测试用例执行耗时，提高了测试用例执行效率，这对提升软件测试质量具有积极意义。
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参考文献
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摘要
在使用TestBed/TBrun工具执行软件单元测试用例过程中，存在长数组无法自动赋值和结果比对导致测试效率低的问题。针对该问题，提出了一种基于TestBed/TBrun的高效测试执行方法。通过在后台文件中建立可自动识别读取长数组的通用驱动函数和自动对比测试结果的比对函数，对软件单元中的长数组输入/输出变量进行自动赋值及结果比对。经测试验证，该方法降低了用例执行耗时，提高了测试执行效率。
Abstract
In the process of using Testbed/TBrun to execute test cases, the problem is found that long arrays cannot be assigned automatically which leads to low test efficiency. In order to solve this problem, an efficient test execution method based on Testbed/TBrun was proposed. Through building the universal driver functions for long array variables and the comparison functions for test results in the background files of the tool, the long array input and output variables in software units could be automatically assigned and the test results could be compared. The test results show that the proposed method can reduce executing test cases time and the test efficiency is greatly improved.
关键词
TestBed/TBrun ； 单元测试 ； 通用驱动函数 ； 比对函数 ； 长数组
Keywords
Testbed/TBrun ； unit test ； universal driver function ； comparison function ； long array
